Stack Operator

本文介绍了两种栈的实现方式:一种是使用简单模板类实现固定大小的栈;另一种是通过链表实现动态增长的栈,能根据需要自动扩展容量。
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Simple Stack Template Stack Operator::

#include <iostream.h>
class IStack{
 enum {ssize =10};
 int s[ssize];
 int top;
public:
 IStack():top(0){s[top]=0;}
 bool Isempty(){
  if (top ==0)return true;
  else
   return false;
 }
 bool push(int e){
  if(top<ssize){
   s[top++]=e;
   return true;
  }
  else
   return false;
 }
 int pop(){
  return s[top>0 ? --top: top];
 }
};
template <class T>
class TStack{
 enum { ssize =10 };
 T s[ssize];
 int top;
public:
 TStack():top(0){ s[top]=0; }
 bool push(const T e){
  if(top<ssize){
   s[top++]=e;
   return true;
  }
  else
   return false;
 }
 T pop(){
  return s[top>0 ? --top: top];
 }
};
 -----------------------------------------------------------------------------------------------------

Link List Dynamic increament Stack :

#include <malloc.h>
#include <stdio.h>
#include <iostream.h>
enum { INIT_SIZE=5,INCREMENT=5};
typedef struct{
 char * base;
 char * top;
 int stacksize;
}LStack;
void InitStack(LStack &S){
 S.base=(char*)malloc(INIT_SIZE * sizeof(char));
 if(! S.base) return ;
 S.top=S.base;
 S.stacksize=INIT_SIZE;
}
bool Push(LStack &S,char e){
 if((S.top-S.base)>=S.stacksize){
  S.base=(char*)realloc(S.base,(S.stacksize + INCREMENT)*sizeof(char));
  if(!S.base) return false;
  S.top=S.base+S.stacksize;
  S.stacksize+=INCREMENT;
 }
 *S.top++=e;
 return true;
}
bool Pop(LStack &S,char &e){
 if(S.top==S.base)return false;
 e=*--S.top;
 return true;
}

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def apply_operator(operator, operand1, operand2=None): if operator == 'and': return operand1 and operand2 elif operator == 'or': return operand1 or operand2 elif operator == 'not': return not operand1 def evaluate_expression(expression): precedence = {'not': 3, 'and': 2, 'or': 1} output_queue = [] operator_stack = [] tokens = expression.replace('(', ' ( ').replace(')', ' ) ').split() for token in tokens: if token == 'true': output_queue.append(True) elif token == 'false': output_queue.append(False) elif token in ('and', 'or', 'not'): while (operator_stack and operator_stack[-1] != '(' and precedence.get(operator_stack[-1], 0) >= precedence[token]): op = operator_stack.pop() if op == 'not': operand = output_queue.pop() output_queue.append(apply_operator(op, operand)) else: operand2 = output_queue.pop() operand1 = output_queue.pop() output_queue.append(apply_operator(op, operand1, operand2)) operator_stack.append(token) elif token == '(': operator_stack.append(token) elif token == ')': while operator_stack and operator_stack[-1] != '(': op = operator_stack.pop() if op == 'not': operand = output_queue.pop() output_queue.append(apply_operator(op, operand)) else: operand2 = output_queue.pop() operand1 = output_queue.pop() output_queue.append(apply_operator(op, operand1, operand2)) operator_stack.pop() # Pop the '(' while operator_stack: op = operator_stack.pop() if op == 'not': operand = output_queue.pop() output_queue.append(apply_operator(op, operand)) else: operand2 = output_queue.pop() operand1 = output_queue.pop() output_queue.append(apply_operator(op, operand1, operand2)) result = output_queue.pop() return 'true' if result else 'false' # 测试示例 expression = "not (true and (true or not false))" print(evaluate_expression(expression))
11-12
#include<iostream> #include<string>//stod #include<cmath>//fmod pow using namespace std; const long double pi = atan(1.0) * 4; template<typename T> class Stack; template<typename T> class Node { friend class Stack<T>; T m_data; Node* m_next = nullptr; public: Node(const T& val) :m_data(val) {} const T& data()const { return m_data; } T& val() { return m_data; } Node* next() { return m_next; } }; template<typename T> class Stack { Node<T>* m_top = nullptr; public: Stack() = default; Stack(const Stack&) = delete; Stack operator=(const Stack&) = delete; ~Stack(); void clear(); void push(const T& val); void pop(); bool empty()const { return m_top == nullptr; } const T& top()const { return m_top->m_data; } }; //进栈操作 template<typename T> void Stack<T> ::push(const T& val) { Node<T>* node = new Node<T>(val); node->m_next = m_top; m_top = node; } //出栈操作 template<typename T> void Stack<T>::pop() { if (empty())return; Node<T>* p = m_top; m_top = m_top->m_next; delete p; } //清空操作 template<typename T> void Stack<T>::clear() { Node<T>* p = nullptr; while (m_top != nullptr) { p = m_top; m_top = m_top->m_next; delete p; } } //析构-释放开辟的动态内存 template<typename T> Stack<T>::~Stack() { clear(); } class Calculator { private: Stack<double>m_num;//数字 Stack<double>m_num2;//括号数字 Stack<char>m_opr;//运算符 Stack<char>m_opr2;//括号运算符 int precedence(const char& s)const;//比较优先级 double readNum(string::const_iterator& it);//读取操作数 void calculate(); //void calculate2(); //void calculateFunction(const string& func); double calculateParentheses(string::const_iterator& it); bool isNum(string::const_iterator& c)const { return (*c >= '0' && *c <= '9') || *c == '.' || *c == 'π'; } bool isLetter(std::string::const_iterator& c) const { return (*c >= 'a' && *c <= 'z'); } bool isFunction(string::const_iterator& it) const { if (string(it, it + 3) == "sin" || string(it, it + 3) == "cos" || string(it, it + 3) == "tan") return true; if (string(it, it + 4)
03-31
<think>好的,用户想改进他们用C++实现的自定义计算器中的栈结构。首先,我需要回顾他们提供的引用内容,特别是引用[3]提到他们用了两个栈:运算符栈和操作数栈。现在需要思考如何优化这两个栈的实现。 首先,考虑运算符栈的数据类型是char,但实际使用中可能需要处理多字符运算符,比如“>=”或者“abs”这样的函数名。所以第一个改进点可能是将运算符栈的元素类型改为字符串,以支持更复杂的操作符。 然后,操作数栈目前是double类型,但用户可能需要处理不同的数据类型,比如整数、浮点数,甚至复数。引入模板或变体类型可以增强灵活性,比如使用C++17的std::variant或者模板类,让栈能够处理多种数据类型。 接下来,错误处理方面,现有的代码可能在处理括号匹配或者运算符优先级时不够完善。可以增加异常处理机制,当检测到括号不匹配或无效运算符时抛出异常,并在主函数中捕获,给出明确的错误信息,提升程序的健壮性。 运算符优先级管理也是一个关键点。当前可能使用硬编码的方式处理优先级,这样不易维护和扩展。可以建立一个优先级映射表,比如用std::map来存储不同运算符的优先级,方便动态调整和查询,这样添加新的运算符会更方便。 代码结构方面,将栈操作封装成独立的辅助类会更好。比如创建OperatorStack和OperandStack类,每个类提供push、pop、top等方法,并在内部处理栈的逻辑,这样主逻辑会更清晰,也符合面向对象的设计原则。 内存管理方面,检查是否有不必要的拷贝操作,特别是在处理栈元素时,使用移动语义或引用可以减少内存开销,提升性能。例如,在弹出栈顶元素时,使用右值引用避免不必要的复制。 另外,引用[1]提到计算器支持绝对值符号的奇偶性处理,这里可能需要更严格的栈状态检查。例如,绝对值符号的嵌套是否正确,可以通过栈的深度来判断,并在出现错误时及时报错。 最后,参考引用[2]中的常量引用使用,确保在栈操作过程中,对于不需要修改的参数使用常量引用,避免意外修改,提高代码的安全性和可读性。 总结下来,改进点包括支持多字符运算符、多数据类型操作数、增强错误处理、优化优先级管理、封装栈类、优化内存管理以及加强符号匹配检查。这些改进可以提升计算器的功能性和稳定性。</think>### C++自定义计算器栈实现的改进建议 #### 1. **运算符栈的改进** - **多字符运算符支持**:当前栈使用`char`类型存储运算符(引用[3]),但实际场景可能需处理多字符运算符(如`>=`、`abs`)。建议改用`std::string`存储运算符[^3]。 - **动态优先级映射**:建立`std::map<std::string, int>`存储运算符优先级,便于扩展新运算符: ```cpp std::map<std::string, int> priority = { {"+", 1}, {"-", 1}, {"*", 2}, {"/", 2}, {"^", 3}, {"abs", 4} }; ``` #### 2. **操作数栈的增强** - **多数据类型支持**:使用`std::variant`支持整数、浮点数、复数等类型[^1]: ```cpp #include <variant> using Operand = std::variant<int, double, std::complex<double>>; std::stack<Operand> operands; ``` #### 3. **错误处理优化** - **异常分层**:针对括号不匹配、除零错误等场景定义专属异常类: ```cpp class MismatchedBracketError : public std::runtime_error { public: MismatchedBracketError() : runtime_error("括号不匹配") {} }; ``` #### 4. **栈操作封装** - **独立栈管理类**:将运算符栈和操作数栈封装为独立类,提高代码复用性: ```cpp class OperatorStack { private: std::stack<std::string> stack; std::map<std::string, int> priority; public: void push(const std::string& op); std::string pop(); // 比较当前运算符与栈顶优先级 bool comparePriority(const std::string& newOp); }; ``` #### 5. **性能优化** - **移动语义应用**:在操作数入栈时使用移动构造: ```cpp operands.push(std::move(new_operand)); ``` #### 6. **符号匹配增强** - **绝对值符号奇偶校验**:通过栈深度记录绝对值嵌套层数: ```cpp if (current_op == "|") { absolute_count++; if (absolute_count % 2 != 0) { operators.push("|"); } else { while (/* 处理绝对值内运算 */) } } ``` ### 示例改进代码片段 ```cpp // 运算符优先级比较函数 bool OperatorStack::comparePriority(const string& newOp) { if (stack.empty()) return true; return priority[newOp] > priority[stack.top()]; } // 处理操作数入栈(含类型检查) void OperandStack::push(const Operand& val) { if (holds_alternative<int>(val)) { // 整数优化处理 } stack.push(val); } ``` ### 改进优势说明 1. **扩展性提升**:支持`sin`、`log`等函数型运算符(引用[1]中提到的格式化功能可与此结合) 2. **类型安全性增强**:通过`variant`实现运行时类型检查 3. **维护成本降低**:独立栈类使添加新功能更便捷(如添加矩阵运算支持)
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